Bakterier angriper sprøytebetong i undersjøiske tunneler

– For noen år tilbake oppdaget vi noen utfellinger med jern- og manganbakterier som utvikler syrer som påvirker sprøytebetongen i negativ retning. Det er ikke noen stor dramatikk i dette, men det er en ny problematikk som vi prøver å øke forståelsen av med tanke på blant annet tunnelens levetid, sikkerhet og vedlikeholdskostnader, sier senioringeniør Per Hagelia i Statens vegvesen.

Forringer yttersjiktet

Så langt har Statens vegvesen oppdaget partier med bakterieangrep på sprøytebetongen ved en håndfull undersjøiske tunneler, og flere tunneler skal kontrolleres.

Ifølge Hagelia har de funnet tilfeller der 1-2 centimeter av sprøytebetongens yttersjikt er sterkt forringet som en følge av aggressive biofilmer med bakterier.

– I forhold til det konstruktive vil et slikt angrep ha liten betydning på kort sikt, men vi ser at der hvor biofilmen virkelig har fått tak så kan det være en nokså rask nedbrytning i yttersjiktet av sprøytebetongen, sier Hagelia.

Ingen risikofaktor

Senioringeniøren ser ikke for seg at de nå vil gå inn i tunnelene og kun rehabilitere feltene som er angrepet med bakterier, men han regner med at rehabiliteringen av sprøytebetongen vil bli gjort den dagen andre elementer ved tunnelen må utbedres.

Hagelia fremhever også at det hittil ikke er noen grunn til å frykte at deler av sprøytebetongen skal falle ned som en følge av bakterieangrepene.

– Vi er mer opptatt av hva vi skal gjøre den dagen dette skal rehabiliteres. Det er ingen grunn til å rope varsko, men en bedre forståelse av hvorfor dette skjer vil gjøre oss i stand til å velge bedre løsninger når vi bygger tunneler i fremtiden, sier Hagelia.

Han påpeker samtidig at de også har kontrollert flere undersjøiske tunneler hvor bakterieproblematikken er fraværende.

Bakterier er avhengig avvann

Statens vegvesen vet at den kjemiske prosessen starter med at bakteriene blomstrer opp i tilknytning til vann som renner gjennom sprekker og riss i sprøytebetongen før de legger seg som en biofilm på overflaten av sprøytebetongen.

– Bakteriene trives ofte i ionerikt vann og det er årsaken til at dette som regel forekommer i undersjøiske tunneler, forklarer Hagelia.

Tror på tykkere sprøytebetong

Ifølge Hagelia kan økt tykkelse på sprøytebetongen være en viktig nøkkel for å unngå bakterieangrep. Han mener etatens krav om minimumstykkelse på åtte centimeter på sprøytebetong i tunneler vil gi færre gjennomsettende riss og dermed mindre vanngjennomtrenging.

– Vi er ikke helt sikre på dette, men vi har noen tydelige indikasjoner på at tykkere betong antageligvis vil bety at vi får mindre bakterievekst, sier Hagelia.

Han trekker også frem at biofilmene ofte trives på ru overflater som for eksempel sprøytebetong.

Testfelt i Oslofjordtunnelen

Funnene av biofilm som angriper sprøytebetongen i undersjøiske tunneler førte til at Statens vegvesen allerede i 2010 etablerte et testfelt i Oslofjordtunnelen. Testfeltet hadde voksende biofilm som hadde svekket cirka to til fire centimeter av sprøytebetongens yttersjikt.

– Det vi gjorde ved testefeltet i Oslofjordtunnelen var å fjerne all den svake betongen før vi sprøytet opp tre nye felt med ny betong med litt ulik resept. I 2015 er det fem års eksponering på dette og da skal vi gå inn og se mer på hva som har skjedd med betongen i løpet av disse årene. Arbeidet inngår i etatsprogrammet Varige konstruksjoner (2012-2015), men vi har planer om å fortsette eksponeringen i ytterligere fem år, opplyser Hagelia.

Håper PhD kan gi svar

Han forteller videre at de også jobber med at bakterieproblematikken skal innlemmes i det omfattende samarbeidet Staten vegvesen har med Chalmers universitet i Gøteborg.

– Vi håper vi kan få etablert en PhD som kan se litt nærmere på de mikrobiologiske aspektene ved dette. Hvis vi skal få bedre innsikt i hele denne problemstillingen er det viktig at vi får mer kunnskap om hvem disse bakteriene egentlig er og da snakker vi blant annet om DNA og de genetiske egenskapene, sier Hagelia.

Senioringeniøren, som selv har en PhD innen nedbrytningsmekanismer i sprøytebetong, mener forskning på denne type bakterier kan gi verdifull kunnskap også til andre deler av byggenæringen.

– Dette med at biofilmer angriper ulike byggematerialer er et stort fagfelt som på mange måter blir en helt ny arena som jeg tror vil få mer oppmerksomhet i tiden som kommer, avslutter Hagelia.